DE870565C

DE870565C - Process for the production of nitrogen-rich humus fertilizers

Info

Publication number: DE870565C
Application number: DEB1791A
Authority: DE
Inventors: Otto Dr Grosskinsky; Walter Dr Klempt
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1950-01-29
Filing date: 1950-01-29
Publication date: 1953-03-16

Description

Verfahren zur Herstellung von stickstoffreichen Humusdüngemitteln Bekanntlich erhält man durch Behandeln von Torf, Braunkohle oder Steinkohle, letztere zweckmäßig nach geeigneter Voroxydation, mit Luft und Ammoniak unter erhöhtem Druck stickstoffhaltige Düngemittel, in denen der Stickstoff teils anorganisch gebunden, etwa in der Form eines Ammoniumhumats, teils als organisch gebundener Stickstoff vorliegt. Der anorganisch gebundene Stickstoff kann gesteigert werden, indem man dem Ammoniak Schwefelwasserstoff zusetzt. Es wird dann bei dem Oxydationsprozeß zusätzlich Ammoniumsulfat gebildet. Dieser Oxydationsprozeß und besonders die Aufnahme von organisch gebundenem Stickstoff verlaufen unter erhöhtem Druck so stark exotherm, daß zur Vermeidung der Verbrennung des kohlenstoffhaltigen Materials die Wärme abgeführt werden muß. Dies geschieht am besten dadurch, .daß man den Prozeß in Anwesenheit von Wasser durchführt. Der Gesamtstickstoffgehalt läßt sich jedoch dann, abgesehen von der erwähnten Einlagerung von Ammoniumsulfat, kaum auf über ro%, bezogen auf die aschefreie, trockene Substanz, erhöhen, auch wenn man die Behandlung auf längere Zeit erstreckt.Process for the production of nitrogen-rich humus fertilizers It is well known that treating peat, lignite or hard coal gives the latter expediently after suitable pre-oxidation, with air and ammonia under increased pressure nitrogenous fertilizers in which the nitrogen is partly inorganically bound, for example in the form of an ammonium humate, partly as organically bound nitrogen is present. The inorganically bound nitrogen can be increased by Adds hydrogen sulfide to the ammonia. It then becomes part of the oxidation process ammonium sulfate is also formed. This oxidation process and especially the absorption of organically bound nitrogen are so strongly exothermic under increased pressure, that in order to avoid the combustion of the carbonaceous material, the heat is dissipated must become. This is best done by having the process in attendance carried out by water. The total nitrogen content can then, however, be disregarded of the aforementioned storage of ammonium sulphate, hardly to over ro%, based on the ashless, dry substance, even if the treatment is prolonged Time extends.

Es wurde nun gefunden, daß sich der @Stickstoffgehalt im kohlenstoffhaltigen Material erheblich steigern läßt, wenn man solche Rohmaterialien unter Druck verarbeitet, deren Wassergehalt unter 300/0 liegt. Der begrenzende Faktor für die Stickstoffaufnahme ist nämlich, wie festgestellt wurde, der Wassergehalt des Rohmaterials. Normalerweise ist man, wie bereits erwähnt, bestrebt, diesen möglichst hoch zu halten, um dadurch die bei der Oxydation unter Druck lebhaft freiwerdende Wärme durch Verdampfen eines Teiles des im Material enthaltenen Wassers unschädlich zu machen. Man verwendet daher im allgemeinen das zu behandelnde Material mit dem ihm eigenen Wassergehalt, der ,z. B.. bei Torf in ungetrocknetem Zustand bei 7o bis 75 %, bei Rohbraunkohle bei 5o bis 6o % liegt. Bei solchen Wassergehalten gelingt es auch durch noch so lange Behandlung nicht, den iGesamtstickstoffgehalt bis auf io, im äußersten Fall 12%, bezogen auf aschefreie trockene Substanz, zu erhöhen.It has now been found that the nitrogen content in the carbonaceous Material can be increased considerably if such raw materials are processed under pressure, whose water content is below 300/0. The limiting factor for nitrogen uptake is namely, as has been found, the water content of the raw material. Normally as already mentioned, one strives to achieve this as much as possible up to hold, in order to thereby keep the heat liberated lively during the oxidation under pressure by evaporation of part of the water contained in the material to harmless do. The material to be treated is therefore generally used with that own water content, which, for. B. for peat in the undried state at 7o to 75%, with raw lignite at 5o to 6o%. With such water contents it succeeds no matter how long the treatment, it does not reduce the total nitrogen content except for io, in the extreme case 12%, based on ashless dry substance.

Verarbeitet man indessen das Material mit einem unter 300/0 liegenden Wassergehalt, beispielsweise mit 20% H20, so läßt sich die Stickstoffaufnahme bis auf 18% und darüber treiben, und man erhält damit ein Düngemittel, welches hinsichtlich des Stickstoffgehaltes den bekannten Düngesalzen nahekommt. Da -das Produkt keinerlei freie bodenschädigende.Mineralsäuren enthält, ist es gleichzeitig als ein außerordentlich bodenverbesserndes Düngemittel anzusehen.If, however, the material is processed with a value below 300/0 Water content, for example with 20% H20, the nitrogen uptake can be up to drive to 18% and above, and one obtains a fertilizer which with regard to the nitrogen content comes close to the well-known fertilizer salts. Since the product does not have any Contains free soil-damaging mineral acids, it is at the same time an extraordinary consider soil-improving fertilizers.

Für die -Stickstoffbehandlung kann man selbstverständlich sowohl Ammoniak als auch Arnmoniakwasser oder ein Gemisch aus gasförmigem Ammoniak und Wasserdampf benutzen. Verwendet man Ammoniakwasser, so ist es unter Umständen notwendig, das Wasser unter Druck zu verdampfen, um es unmittelbar als Dampf das C-haltige Material durchstreichen zu lassen. Eine Zündung des zu behandelnden Brennstoffes wird auf diese Weise gleichzeitig verhindert.Both ammonia can of course be used for nitrogen treatment as well as ammonia water or a mixture of gaseous ammonia and water vapor use. If ammonia water is used, it may be necessary to Water to evaporate under pressure to it immediately as steam the C-containing material to be crossed out. The fuel to be treated is ignited prevented this way at the same time.

Es wurde weiter gefunden, daß sich die Reaktion erheblich beschleunigen läßt, wenn man die Stickstoffbehandlung unter noch weiter erhöhtem Druck, beispielsweise bei 2o bis 25 Atm., betreibt.It has also been found that the reaction is accelerated considerably if one leaves the nitrogen treatment under still further increased pressure, for example at 2o to 25 atm., operates.

Eine Abkürzung der Reaktionszeit läßt sich darüber hinaus, auch bei Anwendung erhöhten Druckes, durch Zugabe alkalisch wirkender Stoffe, wie Ca0, K O H, Ca C 03, K2 C 03 u. dgl., erzielen, wobei man solche, die selbst Düngewert besitzen, bevorzugt.The response time can also be shortened, even at Use of increased pressure by adding alkaline substances such as Ca0, K O H, Ca C 03, K2 C 03 and the like own, preferred.

Es ist nicht erforderlich, den Wassergehalt des Materials vor seiner Verarbeitung etwa durch Trocknen auf einen unter 300/0 liegenden Wert zu bringen. Man kann das zu behandelnde Material auch mit seinem natürlichen Wassergehalt einsetzen, die Reaktionswärme zur Verdampfung des Wassers ausnutzen und die Behandlung bei dem so erzielten reduzierten Wassergehalt zu Ende führen. Da sich die Reaktion immer mehr verlangsamt, ist eine Zündungsgefahr dann nicht mehr vorhanden, auch wenn der Wassergehalt im späteren Stadium der Reaktion niedriger gehalten wird. Unter Umständen kann in diesem Teil der Reaktion auch Sauerstoff oder an 02 angereicherte Luft mit Vorteil verwendet werden.It is not necessary to check the water content of the material prior to its To bring processing to a value below 300/0, for example by drying. The material to be treated can also be used with its natural water content, utilize the heat of reaction to evaporate the water and contribute to the treatment the thus achieved reduced water content to the end. Because the reaction is always slowed down more, there is no longer any risk of ignition, even if the Water content is kept lower in the later stage of the reaction. In certain circumstances can also use oxygen or air enriched in O2 in this part of the reaction Advantage can be used.

. Es ist bereits vorgeschlagen worden, aus grubenfeuchter Humuskohle bei gewöhnlichem Druck -mit Ammoniak allein "ein stickstoffhaltiges Düngemittel herzustellen, wobei man, um den Anfall einer schmierenden Masse zu vermeiden, bei einem Gehalt von unter 15 % Wasser arbeitet. Hierzu wird die grubenfeuchte Humuskohle nach einem beliebigen Verfahren auf 15% heruntergetrocknet. Man hat ferner vorgeschlagen, ein kernnährstoffhaltiges Düngemittel .durch Behandeln rezenter Brennstoffe mit Luft und Ammoniak bei gewöhnlichem Druck herzustellen, wobei -die Reaktionswärme zum Trocknen des Gutes ausgenutzt wird, und bereits erkannt, daß in völlig trockenem Zustand eine besonders hohe Stickstoffanreicherung erzielt wird. .Schließlich hat man auch vorgeschlagen, wasserreiche Rohstoffe, wie Torf, vor der Einwirkung von Luft und Ammoniak zuvor einer Druckerhitzung zu unterwerfen, um das Schüttgewicht des fertigen Düngemittels zu erhöhen. Das Wasser wird hierbei vermittels eines Filters bzw. Druckfilters abgeschieden. Die anschließende Behandlung erfolgt mit oder ohne Überdruck, in jedem Fall handelt es sich um ein zweistufiges Verfahren.. It has already been proposed to use humus charcoal that is moist in the pit at normal pressure - with ammonia alone "a nitrogenous fertilizer to produce, in order to avoid the build-up of a smeary mass, at a content of less than 15% water works. For this purpose, the pit-moist humus coal is used dried down to 15% by any method. It has also been suggested that a fertilizer containing core nutrients .by treating recent fuels with Air and ammonia can be produced at ordinary pressure, with -the heat of reaction is used to dry the goods, and already recognized that in completely dry State a particularly high nitrogen enrichment is achieved. .Finally has one also suggested water-rich raw materials, such as peat, before exposure to it The air and ammonia must first be subjected to pressure heating in order to achieve the bulk density of the finished fertilizer. The water is here by means of a filter or pressure filter deposited. The subsequent treatment is with or without Overpressure, in each case it is a two-step process.

Das vorliegende Verfahren hat den Vorteil, daß in einer Verfahrensstufe ein gut streufähiges Düngemittel mit hoher Stickstoffanreicherung erhalten wird, wobei die Reaktion vermittels des Wassergehaltes gesteuert wird. Die Entwässerung des feucht eingesetzten Materials erfolgt im Verlaufe der Reaktion durch Abblasen von Wasserdampf in solcher Weise, daß der Wassergehalt jeweils dem-Optimum der Reaktionsgeschwindigkeit angepaßt ist. Oxydation und Stickstoffbindung verlaufen zu Anfang äußerst stürmisch und erfordern dabei ein Maximum der Wärmeabfuhr. Erst mit fortschreitender Reaktion verlangsamt sich die Reaktionsgeschwindigkeit, kann dann aber, da zielbewußt auch der Wassergehalt des Materials durch stetes Abblasen von Wasserdampf unter 30% gesenkt wird, noch mit ausreichender Geschwindigkeit zu Ende geführt werden. Diese -Arbeitsweise hat vor den bekannten Methoden auch den Vorteil, daß unmittelbar ein körniges Düngemittel mit hohem Schüttgewicht erhalten wird, welches gegebenenfalls nach Mahlung unter Verwendung von Düngestreumaschinen verteilt werden kann. Ausführungsbeispiele i. Faseriger Humintorf mit einem Wassergehalt von 700/0 wird der Oxydation mit Luft und Ammoniakgas in einer rotierenden Trommel bei 12o bis 13o° und 5 Atm. unterworfen. Nach 8 Stunden beträgt der Gesamtstickstoffgehalt etwa io%. Der Wassergehalt wird während dieser Zeit durch Abblasen von Dampf auf unter 300/a gesenkt. Bei weiterer Behandlung erreicht man in io .Stunden einen Stickstoffgehalt von - insgesamt i$,5 %, bezogen auf @ die aschefreie und wasserfreie Substanz, wobei der Wassergehalt auf i5 0% zurückgeht. Das Erzeugnis kann ohne weitere Trocknung, gegebenenfalls nach Mahlung, für Düngezwecke verwendet werden.The present process has the advantage that in one process stage a well spreadable fertilizer with high nitrogen enrichment is obtained, the reaction being controlled by means of the water content. The drainage the wet material is blown off in the course of the reaction of water vapor in such a way that the water content in each case corresponds to the optimum of the reaction rate is adapted. Oxidation and nitrogen fixation are extremely stormy at the beginning and require a maximum of heat dissipation. Only as the reaction progresses the speed of reaction slows down, but then can, because purposefully the water content of the material is reduced to below 30% by constantly blowing off steam will be completed with sufficient speed. This way of working has the advantage over the known methods that a granular fertilizer immediately is obtained with a high bulk density, which optionally after grinding under Can be spread using fertilizer spreaders. Embodiments i. Fibrous humin peat with a water content of 700/0 is oxidized with air and ammonia gas in a rotating drum at 12o to 13o ° and 5 atm. subject. After 8 hours the total nitrogen content is about 10%. The water content is during this time reduced to below 300 / a by blowing off steam. With further Treatment, a nitrogen content of - a total of 1.5 hours is achieved in 10 hours %, based on @ the ash-free and anhydrous substance, where the water content goes back to i5 0%. The product can be used without further drying, if necessary after grinding, can be used for fertilization purposes.

z. Braunkohle des Kölner Reviers (Körnung o bis q. mm) mit einem Wassergehalt von .6o % wird bei 25 Atm. und i20° .mit Luft und Ammoniakwasser behandelt. Die Reaktion führt in 6 Stunden zu einem Erzeugnis mit 9% Gesamtstickstoff, wobei der Wassergehalt auf 350/0 gebracht wird. Man behandelt-dann weiter mit Ammoniakgas und Luft und erzielt in weiteren 6 Stunden einen @Stickstoffgehalt von 17,5%. Der Wassergehalt beträgt dann noch 18%, der erhaltene Humusdünger besitzt hydrophile Eigenschaften.z. Lignite from the Cologne district (grain size o to q. Mm) with a water content of .6o % is at 25 atm. and i20 °. treated with air and ammonia water. The reaction results in a product with 9% total nitrogen in 6 hours, the water content being brought to 350/0. The treatment then continues with ammonia gas and air and a nitrogen content of 17.5% is achieved in a further 6 hours. The water content is then still 18%, the humus fertilizer obtained has hydrophilic properties.

Mischt man dem Einsatzgut 30/0 Ca 0 in Form von gebranntem Kalk bei, so läßt sich die Gesamtreaktionszeit, die bis zur Erzielung eines N-Gehaltes von 17,5% erforderlich ist, auf 8 Stunden abkürzen.If you add 30/0 Ca 0 in the form of quick lime to the charge, in this way the total reaction time required to achieve an N content of 17.5% is required, shorten to 8 hours.

3. Torf wird auf einen Wassergehalt von 18 bis 2o % vorgetrocknet und mit Luft und Ammoniak bei ioAtm. behandelt. Das Ammoniak wird in Form von unter Druck verdampftem Ammoniakwasser dampfförmig zugeführt. Nach 1:2 Stunden weist das Erzeugnis einen Stickstoffgehalt von 18,00/0 auf, während .der Wassergehalt unverändert 20 % beträgt.3. Peat is pre-dried to a water content of 18 to 20% and with air and ammonia at ioAtm. treated. The ammonia is in the form of under Pressure evaporated ammonia water supplied in vapor form. After 1: 2 hours it will be clear Product has a nitrogen content of 18.00 / 0, while the water content remains unchanged 20%.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of nitrogen-rich humus fertilizers by treating younger fossil fuels with air, ammonia and / or other ammonia-containing gases at elevated temperature and pressure, characterized in that fuels with a water content of below 30 ° 1o are treated.

2. The method according to claim i, characterized in that the fuels the ammonia supplies in vapor form.

3. The method according to claims i and 2, characterized characterized in that the treatment is carried out at a temperature of over 1o atm. performs lying pressure. .

4. Process according to Claims i to 3, characterized in that starting material is used with a higher water content used, the water retention in the course of the oxidation process by constantly blowing off steam down to 300/0 and the treatment leads to an end at a water content below 300/0.

5. Procedure according to .Ansprüche i to 4, characterized in that the reaction is carried out in the presence of such Performs alkalis or alkaline earths, which themselves have fertilizer value. , Dressed , Publications: German Patent Nos. 527 313, 545 924, 545 923 and 597 035.